【科普】鋰電池和太陽能電動飛機
未來誰將可能引領通用飛機技術的革命性發(fā)展？在環(huán)境友好、高效節(jié)能、結構簡化方面，電動飛機或許是最好的答案。最近十多年，各類電動飛機研制進展迅速，小型鋰電池電動無人機已被廣泛使用，商品化有人鋰電池飛機正在開發(fā)中，有人太陽能電動飛機已經開始分階段環(huán)球飛行。本文將主要介紹取得突破性進展的鋰電池和
未來誰將可能引領通用飛機技術的革命性發(fā)展？在環(huán)境友好、高效節(jié)能、結構簡化方面，電動飛機或許是最好的答案。最近十多年，各類電動飛機研制進展迅速，小型鋰電池電動無人機已被廣泛使用，商品化有人鋰電池飛機正在開發(fā)中，有人太陽能電動飛機已經開始分階段環(huán)球飛行。本文將主要介紹取得突破性進展的鋰電池和太陽能兩種電動飛機。
電動飛機是指采用電動力系統、以電能作為推進能源的飛機。由于使用電動力系統代替內燃機動力，因此該類飛機獨具很多優(yōu)點——其中最突出的是節(jié)能環(huán)保和高效率，電動飛機可以實現接近零排放，是名符其實的環(huán)境友好飛機。電動飛機還具有安全可靠（不會發(fā)生爆炸和燃料泄漏）、結構簡單、操作和維修簡便等特點，此外在設計和使用中也有很多優(yōu)勢：設計上總體布局靈活，可采用最佳布局和非常規(guī)創(chuàng)新布局；使用中噪聲和振動水平較低，乘坐舒適。一些具有超常性能的電動飛機，還可以滿足特殊用途飛行的需求。
純電動飛機根據其電動力系統的不同，可以分為太陽能、蓄電池（目前主要是鋰離子電池）和燃料電池電動飛機三種。每種類型的電動飛機又可分為有人駕駛和無人駕駛兩類。目前，有人駕駛鋰電池飛機應用較廣，主要用作私人飛機和娛樂飛行，在性能提高后也被用作飛行培訓和商務旅行等用途。
電動飛機是指采用電動力系統、以電能作為推進能源的飛機。由于使用電動力系統代替內燃機動力，因此該類飛機獨具很多優(yōu)點——其中最突出的是節(jié)能環(huán)保和高效率，電動飛機可以實現接近零排放，是名符其實的環(huán)境友好飛機。電動飛機還具有安全可靠（不會發(fā)生爆炸和燃料泄漏）、結構簡單、操作和維修簡便等特點，此外在設計和使用中也有很多優(yōu)勢：設計上總體布局靈活，可采用最佳布局和非常規(guī)創(chuàng)新布局；使用中噪聲和振動水平較低，乘坐舒適。一些具有超常性能的電動飛機，還可以滿足特殊用途飛行的需求。
純電動飛機根據其電動力系統的不同，可以分為太陽能、蓄電池（目前主要是鋰離子電池）和燃料電池電動飛機三種。每種類型的電動飛機又可分為有人駕駛和無人駕駛兩類。目前，有人駕駛鋰電池飛機應用較廣，主要用作私人飛機和娛樂飛行，在性能提高后也被用作飛行培訓和商務旅行等用途。
鋰電池電動飛機
電動飛機真正的發(fā)展始于上世紀70年代，過去十年中，有多達20～30項鋰電池電動飛機技術研究和驗證機項目試驗成功。目前，鋰電池電動飛機處于技術研究驗證向商業(yè)化機型開發(fā)的過渡階段，在各類電動飛機中，鋰電池電動飛機有望最先取得商業(yè)成功，未來可能成為實用化電動飛機的主流機型。
斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司的“ 電動金牛座”
鋰電池電動飛機由初期簡單的動力傘或超輕型動力滑翔機發(fā)展而來，演變成了兩座輕型運動飛機。使用電動力后，飛機的飛行性能有了大幅提高，續(xù)航時間從數十分鐘提高到了2小時以上，航程增大并且速度也有所提升，基本能滿足娛樂飛行等一般使用要求。目前驗證成功并正在開發(fā)的商品型鋰電池電動飛機項目有斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司（Pipistrel）的“電動金牛座”（Taurus Electro）、中國昊翔電能運動科技公司的E-430、E-Spyder和遼寧通航研究院的“銳翔”以及空客集團的E-Fan。
“電動金牛座”
斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司研制的“電動金牛座”并列雙座電動力滑翔機，氣動性能優(yōu)異，滑翔比達41∶1。機體采用全復合材料結構，裝備有可收放動力裝置系統以及整機降落傘系統，其鋰聚合物電池布置在駕駛艙后面的動力艙內。飛機的基本技術數據：翼展14.97米，機長7.27米，機高1.41米；最大起飛重量450千克，空重322千克；最大飛行高度2000米，在特定高度飛行時其使用成本僅為0.7美元/小時。
E-430和E-Spyder
中國昊翔依靠其母公司在世界級模型飛機和相關領域的設計生產優(yōu)勢，聘請了德國和意大利專家并與斯圖加特大學展開合作，于2005年左右開始開發(fā)電動力飛機。作為昊翔公司最具代表性的產品，E-430在2010年初實現首次載客飛行后，被稱為世界上第一款商業(yè)化生產的電動飛機，從而成為開創(chuàng)電動力飛行時代的先鋒機型之一。E-430贏得電動飛機領域的數項國際科技大獎，例如布里特保險設計博物館獎和美國EAA 最佳電動力飛機獎等。
中國昊翔的E-430
E-430采用近似動力滑翔機的外形設計，高度流線形低阻機身使飛行能耗降到最低。機頭安裝的動力系統主要包括電動機和三葉復合材料螺旋槳。機翼為獨特的V形尾翼和懸臂式上單翼，翼型和機翼形狀的設計具有高氣動性能，全機滑翔比達到25∶1。起落架為典型板簧式結構，整機采用全復合材料，具有結構簡單、效率高、重量輕等優(yōu)點。E-430飛機飛行不消耗燃油，因此幾乎不產生任何污染。螺旋槳驅動電機上僅有2個運動部件（軸承），因此可靠性和維修性非常好，優(yōu)化設計后的螺旋槳使得飛機噪聲低、振動輕，維修保障的工作量也很小。飛機的經濟性突出，例如充電時間3小時的費用僅為5美元。E-430飛行時間可達到1.5～3小時（根據構型變化而不同），基本能滿足用戶的航程要求。目前，飛機已通過了德國適航認證，為了進一步促進其在國際市場上的銷售，昊翔公司積極與美國聯邦航空局（FAA）和美國試驗和材料協會（ASTM）合作，推動兩者出臺電動力輕型運動飛機的適航標準。
E-430飛機基本技術數據：座位數為2座，翼展13.8米，機長6.98米，機高2.65米；空重171.5千克 /255千克（包括蓄電池），標準起飛重量430千克；最大平飛速度150千米/小時，巡航速度95千米/小時，滑翔比24∶1；標準續(xù)航時間2小時（1個蓄電池組），最大續(xù)航時間3小時（2個蓄電池組）。
此外，昊翔公司與飛行之星公司（Flightstar）合作，開發(fā)了超輕型飛機的電動力改型——E-Spyder單座鋰電池電動飛機。其動力裝置為一臺20千瓦的電機和兩個蓄電池組，代替了原來的兩沖程活塞發(fā)動機，飛機具有40分鐘的續(xù)航時間，于2009年7月在美國EAA進行了展示。
斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司的“ 電動金牛座”
“電動金牛座”
斯洛文尼亞蝙蝠飛機公司研制的“電動金牛座”并列雙座電動力滑翔機，氣動性能優(yōu)異，滑翔比達41∶1。機體采用全復合材料結構，裝備有可收放動力裝置系統以及整機降落傘系統，其鋰聚合物電池布置在駕駛艙后面的動力艙內。飛機的基本技術數據：翼展14.97米，機長7.27米，機高1.41米；最大起飛重量450千克，空重322千克；最大飛行高度2000米，在特定高度飛行時其使用成本僅為0.7美元/小時。
E-430和E-Spyder
中國昊翔依靠其母公司在世界級模型飛機和相關領域的設計生產優(yōu)勢，聘請了德國和意大利專家并與斯圖加特大學展開合作，于2005年左右開始開發(fā)電動力飛機。作為昊翔公司最具代表性的產品，E-430在2010年初實現首次載客飛行后，被稱為世界上第一款商業(yè)化生產的電動飛機，從而成為開創(chuàng)電動力飛行時代的先鋒機型之一。E-430贏得電動飛機領域的數項國際科技大獎，例如布里特保險設計博物館獎和美國EAA 最佳電動力飛機獎等。
中國昊翔的E-430
E-430飛機基本技術數據：座位數為2座，翼展13.8米，機長6.98米，機高2.65米；空重171.5千克 /255千克（包括蓄電池），標準起飛重量430千克；最大平飛速度150千米/小時，巡航速度95千米/小時，滑翔比24∶1；標準續(xù)航時間2小時（1個蓄電池組），最大續(xù)航時間3小時（2個蓄電池組）。
此外，昊翔公司與飛行之星公司（Flightstar）合作，開發(fā)了超輕型飛機的電動力改型——E-Spyder單座鋰電池電動飛機。其動力裝置為一臺20千瓦的電機和兩個蓄電池組，代替了原來的兩沖程活塞發(fā)動機，飛機具有40分鐘的續(xù)航時間，于2009年7月在美國EAA進行了展示。
作者： 來源：新華網 責任編輯：wutongyufg
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